desarrollo e implementación del marco geodésico dinámico
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Desarrollo e Implementación del
Marco Geodésico Dinámico Nacional (Di-Margedin)
• Mediante la ley 8905 del 7 de diciembre del año 2010, el Instituto Geográfico Nacional es trasladado al Registro Nacional, convirtiéndose en una más de sus direcciones.
• Al darse el traslado se mantienen vigentes las áreas de competencias y se inicia un proceso de actualización de las funciones.
Antecedentes
http://www.registronacional.go.cr/Institucion/Documentos/Organi
grama%20Registro%20Nacional.pdf
• Desarrollar e Implementar dentro del Registro Nacional los insumos y procedimientos para el manejo y sostenibilidad del Marco Geodésico Dinámico Nacional base del sistema oficial de coordenadas y la información geoespacial de Costa Rica.
• ¿Qué se quiere alcanzar con el proyecto?
• Desarrollar e implementar el Marco Geodésico Dinámico Nacional (Margedin), plataforma oficial para el monitoreo de cambios y georeferenciación precisa, oportuna, ágil y de calidad que permite satisfacer las necesidades de generación de información en materia geodésica y geofísica ambas de competencia institucional del IGN dentro del Registro Nacional que son base para los procesos de georreferenciación de las delimitaciones oficiales, el mapa catastral y son insumo para la seguridad jurídica, planificación y ordenamiento territorial.
Di-Mardegin
Maximizar la vida
útil de equipos y
operacionalizar los
módulos de
administración y
monitoreo de la
red de estaciones
GNSS del Registro
Nacional
Implementar el
cambio de equipos
GNSS y las
mejoras
tecnológicas para
la recepción de
más satélites y el
uso de
comunicaciones en
tiempo real.
Dotar a la red de
estaciones GNSS
de una ubicación
óptima y definitiva
y densificarla.
Implementar y
desarrollar un
laboratorio y
registro de datos
geofísicos para el
uso y actualización
de las
coordenadas
oficiales.
Desarrollar e
implementar un
modelo de geoide
para ser utilizado
como sistema de
referencias
verticales.
Di-Margedin
Mantenimiento de la red actual de
estaciones GNSS
Soporte y Monitoreo
Realizar el cambio tecnológico en la
red
Realizar la migración de las
estaciones GNSS
Creación de alianzas
Implementar un laboratorio de
Análisis GNSS y el Banco nacional de
datos Geodinámicos
Implementar un modelo de Geoide
Nacional
Monumentación de vértices
• Como parte de las acciones realizadas por el Programa de Regularización de Catastro y Registro se estableció en Costa Rica una red de estaciones GNSS para medir de forma continua, servir para la actualización del marco de referencia, el desarrollo del catastro, la topografía, la cartografía y otros.
• La red de estaciones GNSS de medición continua se logra establecer en el año 2010 como resultado del apoyo brindado por el Registro Inmobiliario que inicia como administrador de esta red teniendo la ardua labor de lograr que la red funcionara adecuadamente.
• En 2013 la administración pasa a la dirección del Instituto Geográfico Nacional y se trata de potenciar aún más las posibilidades de la red.
Mantenimiento de estaciones GNSS
• En 2014 se logra la incorporación de 7 de las 8 estaciones dentro de la red SIRGAS-CON y adicionalmente se inscriben 2 estaciones dentro del Caster experimental de SIRGAS para transmitir la corrección diferencial en tiempo real.
Mantenimiento de estaciones GNSS
Post-procesamiento en línea:
• Obtener coordenadas
ajustadas oficiales de forma
ágil y expedita.
• Densificación y actualización
de la red geodésica.
Acceso a correcciones
diferenciales por internet:
• Pruebas a través del Caster
experimental de SIRGAS.
• Implementación de un Caster
Nacional.
• La renovación de los equipos GNSS de la red de estaciones del Registro Nacional es un proceso que debe darse debido principalmente a los cambios en la arquitectura de los nuevos receptores GNSS.
• Al 2016 las constelaciones GNSS completas y operativas son GPS y GLONASS para el 2020 la Unión Europea tendrá 30 satélites más en la constelación Galileo y la República federal de China tendrá 30 satélites más de su constelación BeiDou.
• Adicionalmente y aunque los equipos pueden seguir operando hasta que dejen de funcionar, el fabricante no garantiza partes más allá del 2018 en caso que haya que realizar una reparación.
Realizar el cambio tecnológico en la red
Actualización de Equipos:
• Constelaciones nuevas.
• Comunicaciones
• Nuevos servicios
• La creación de un laboratorio de análisis GNSS pretende establecer dentro del IGN un centro de procesamiento que siga los estándares de análisis y procesamiento de SIRGAS así como realizar análisis de información geofísica del territorio nacional.
• Además de las 8 estaciones GNSS del Registro Nacional el país cuenta con más de 60 estaciones que pueden contribuir con la densificación de la red al realizar un proceso de incorporación en la red nacional de forma que contribuyan con las actividades, cartográficas, topográficas, catastrales y geodésicas del país.
• Lo anterior genera la necesidad de registrar y procesar sus datos así como la información de nivelación y gravimétrica existente en el país. Para lo anterior se requiere de la conformación de un equipo de trabajo con personal, equipo hardware y software. Si no se realiza se pierde la vigencia de las coordenadas y la finalidad de la red de estaciones GNSS.
• Centros Locales de Procesamiento
• Los Centros Locales de Procesamiento adelantan semanalmente el cálculo de un conjunto específico de estaciones SIRGAS, garantizando que cada estación esté incluida en tres soluciones individuales. Sus soluciones son combinadas con la red continental para obtener los productos SIRGAS finales.
• http://www.sirgas.org/index.php?id=182
Implementar un laboratorio de Análisis
GNSS y el Banco nacional de datos
Geodinámicos
Centros Locales de Procesamiento
• Los Centros Locales de Procesamiento adelantan semanalmente el cálculo de un conjunto específico de estaciones SIRGAS, garantizando que cada estación esté incluida en tres soluciones individuales. Sus soluciones son combinadas con la red continental para obtener los productos SIRGAS finales.
• http://www.sirgas.org/index.php?id=182
Implementar un laboratorio de Análisis
GNSS y el Banco nacional de datos
Geodinámicos
Estaciones Nacionales de la Red SIRGAS-CON • ETCG • AACR • CRCP • ISCO • LIBE • NYCO • PUNT • SAGE • LIMN • NEIL • RIDC • CIQE
Semana 1803-SIRGAS Semana 1803-CCO-RI
Como se puede observar las diferencias encontradas están en promedio por debajo de un milímetro para la componente X y
Z; y por debajo de 5 milímetros para la componente Y.
ITRF2008, ÉPOCA 2014.59
De acuerdo al decreto 33797 MJ-MOPT de julio de 2007:
Artículo 1º-Se declara como datum horizontal oficial para Costa Rica, el CR05, enlazado al Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF2000) del Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS) para la época de medición 2005.83, asociado al elipsoide del Sistema Geodésico Mundial (WGS84). Este datum está materializado a través de la denominada Red Geodésica Nacional de Referencia Horizontal CR05 de Primer Orden y su densificación al Segundo Orden, consistente en un conjunto vértices geodésicos situados sobre el terreno, dentro del ámbito del territorio nacional, establecidos físicamente mediante monumentos permanentes, sobre los cuales se han hecho medidas directas mediante el Sistema de Posicionamiento Global, estableciendo su interconexión y la determinación de su posición; y permitirá referenciar todos los levantamientos y actividades cartográficas y geodésicas que se efectúen en el Territorio Nacional.
Actualización del sistema de referencia
El IGN esta en proceso de actualizar el CR05 a CR-SIRGAS ¿porqué? Las posiciones de las coordenadas de nuestro marco están cambiando constantemente, esto se ve reflejado en las soluciones semanales de SIRGAS de ahí que sea necesario agilizar las actualizaciones que se den en el marco por una vía más expedita que un decreto.
Actualización del sistema de referencia
Ejemplo de Sistema y Marco
Sistema Marco
Sistema y Marco
Sistema
Decreto 33797 MJ-MOPT que establece el CR05
Marco
Red Geodésica Nacional
Sistema y Marco
Sistema
Decreto 33797 MJ-MOPT que establece el CR05
y su actualización al CR-SIRGAS.
Marco
Red Geodésica Nacional
Red de estaciones GNSS
100 semanas en
SIRGAS: • Inicio en la semana
1803 (agosto
2014).
• CIQE ingresó a la
red SIRGAS-CON
en la semana 1868
(octubre de 2014).
• NICY deja de
operar en la
semana 1893 (abril
de 2016)
• Solución de
coordenadas de las
soluciones
semanales de
SIRGAS en la
dirección:
-1
0
1
2
3
4
5
6
1803 1808 1813 1818 1823 1828 1833 1838 1843 1848 1853 1858 1863 1868 1873 1878 1883 1888 1893 1898 1903
Diferencias en Norte (cm)
LIBE LIMN NEIL NICY PUNT RIDC SAGE CIQE
-1
0
1
2
3
4
5
1803 1808 1813 1818 1823 1828 1833 1838 1843 1848 1853 1858 1863 1868 1873 1878 1883 1888 1893 1898 1903
Diferencias en Este (cm)
LIBE LIMN NEIL NICY PUNT RIDC SAGE CIQE
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
1803 1808 1813 1818 1823 1828 1833 1838 1843 1848 1853 1858 1863 1868 1873 1878 1883 1888 1893 1898 1903
Diferencias en Altura (cm)
LIBE LIMN NEIL NICY PUNT RIDC SAGE CIQE
https://pubs.usgs.gov/of/1998/ofr-98-0481/ofr-98-0481so.pdf
MODELO DE DEFORMACION ABSOLUTO SEGUNHANS PELZER
MEDICION DE CONTROL
MEDICIO
N ABSOLUTA
MEDICION RELATIVA
PUNTO DE APOYO
PUNTO DE OBJETO
Vértice de la red geodésica nacional sobre fallas del cuaternario
Limon1
Bomba
Coles
De acuerdo al decreto 33797 MJ-MOPT de julio de 2007:
Artículo 3º-Mientras no se disponga de un modelo de geoide oficializado para Costa Rica asociado al datum CR05, el datum o nivel de referencia vertical o red de nivelación seguirá siendo el tradicional determinado por técnicas de topografía convencionales y fundamentado en observaciones mareográficas entre 1940 y 1960 para la determinación del nivel de referencia con base en el nivel medio del mar.
De acuerdo a las experiencias de otros países, conviene:
Realizar el reprocesamiento de la información de nivelación y gravimétrica existente en los archivos históricos del IGN.
Realizar observaciones de gravedad
Realizar actualización de diferencias de elevación en algunas de las líneas de nivelación.
Implementar un modelo de Geoide Nacional
Nivelación
• 109 Líneas
de nivelación.
• Aproximadam
ente 5000
bancos de
nivel.
• Mareógrafo
de
Puntarenas
Datum
Altimétrico
Ficha de Gravimetría
Banco de Nivel
(Bastos et Al, 2014)
Propuesta de puntos
Absolutos
En la actualidad se ha venido
trabajando conjuntamente
entre la UCR, la Red
Sismológica Nacional, el IGN
y un aporte también de la
UNA.
La expectativa es que en el
año 2017 se haga traiga al
país un grupo de
especialistas con un
gravímetro Absoluto que
realice la medición de la red.
http://vinv.ucr.ac.cr/noticias/altitudes-geograficas-reales-difieren-de-las-que-nos-ensenaron
Puntos de gravedad absoluta en Centroamérica.
En el año 1999 se estableció en Centroamérica un total 16 estaciones de gravedad absoluta. En Panamá en el año
2008 se estableció una red de un total de 12 puntos distribuidos a lo largo su territorio.
Exploración Geotécnica
Se busca conocer las características intrínsecas del suelo donde se han instalado los puntos de la red gravimétrica así como la
geología local, la existencia de fallas, deslizamientos y áreas de inundación. Este esfuerzo se extenderá posteriormente a la red
geodésica nacional y a las estaciones GNSS.
Exploración geotécnica de los sitios propuestos para
monumentos gravimétricos
Costa Rica requiere un modelo de geoide local con una resolución adecuada que brinde la exactitud requerida para su uso en diferentes aplicaciones de la geodesia y topografía.
Desde el año 2008 se viene planteando obtener un modelo de geoide por gravimetría aerotransportada, cuyo principio es: la medición de observaciones de gravedad que se miden en la trayectoria de un vuelo. El gravímetro instalado en el interior del avión mide la superposición de todas las aceleraciones verticales. Las aceleraciones cinemáticas no gravitacionales se estiman a partir de la trayectoria de las posiciones GNSS. La diferencia entre la medida y las aceleraciones cinemáticos es la aceleración de la gravedad en la trayectoria.
Un modelo de geoide nacional
http://www.gfz-potsdam.de/en/section/global-geomonitoring-and-gravity-field/topics/terrestrial-and-airborne-gravimetry/
Gravimetría aerotransportada
Podemos ver el modelo de geoide como una simple calculadora donde ingresamos valores de coordenadas geodésicas y obtenemos valores de ondulación.
Un modelo de geoide nacional
La formulación de este proyecto recopila una serie de necesidades que se han venido recogiendo a lo largo de varios años y como resultado se quiere solventar el mantenimiento a nuestro marco geodésico y la forma en que se accede al mismo.
El acceso a la información y el uso adecuado son dos de los componentes más importantes de un marco geodésico.
El análisis y registro de información geodésica de observaciones GNSS, así como de otras fuentes de información altimétrica, gravimétrica, geofísica y mareográfica es indispensable para la actualización y mejora de los datos oficiales.
El contar con un modelo de geoide nacional es una necesidad para el soporte de diferentes actividades que se vinculan con el desarrollo de infraestructuras, cartografía, delimitaciones, ordenamiento territorial y detección de amenazas naturales.
Conclusiones
Muchas Gracias
Presentó: Lic. Álvaro Álvarez Calderón
Ingeniero Topógrafo y Geodesta
Jefe Dpto. Geodinámica
Álvarez Á, Lobo M, (2014) Marco Geodésico Dinámico Nacional, Simposio de SIRGAS La Paz Bolivia.
Álvarez Á, Cordero G, Espinoza O, Cornejo J, (2015) Situación actual de las redes verticales de Costa Rica y Panamá: Estrategia de vínculos para la
unificación. Simposio de SIRGAS Santo Domingo.
Bastos S. Moya J, Valverde JF, Garita A, Rivas MJ (2014) Primeros resultados en el ajuste de la Red Geodésica Verical de Costa Rica según los registros
del IGN, Simposio de SIRGAS La Paz Bolivia.
Cordero G. (2015) Red Gravimétrica de primer orden para Costa Rica, Simposio de SIRGAS Santo Domingo.
Doyle, D. R. (1999). Desarrollo e Implementación de un Marco Geodésico para el Salvador, Guatemala, Honduras y Nicaragua.
G. D’Agostino, S. Desogus, A. Germak, C. Origlia and D. Quagliotti (2008) Absolute measurements of the FREE-FALL ACCELERATION g In the republic of
Panama, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica.
Montero W, Denyer P, Barquero R, Alvarado G, Cowan H, (1998) USGS – Escuela Centroamericana de Geología, UCR, ICE, San José, Costa Rica.
Moya J, Bastos S, Valverde J, Garita L, Rivas M, Álvarez Á (2014) Resultados del CNPDG como Centro de Procesamiento SIRGAS, Simposio de SIRGAS La
Paz Bolivia.
Moya J, Bastos S, Valverde J, Garita A, Ovares A, Álvarez Á,(2015) Marvel: Red GNSS para el monitoreo de la cinemática de Costa Rica, Simposio de
SIRGAS Santo Domingo.
Consultas Web https://www.glonass-iac.ru/en/
https://www.gsc-europa.eu/galileo-overview/what-is-galileo
http://www.beidou.gov.cn/2012/12/14/2012121481ba700d7ca84dfc9ab2ab9ff33d2772.html
http://www.registronacional.go.cr/Institucion/Documentos/Organigrama%20Registro%20Nacional.pdf
http://www.gfz-potsdam.de/en/section/global-geomonitoring-and-gravity-field/topics/terrestrial-and-airborne-gravimetry/
SIRGAS(2016) http://www.sirgas.org/index.php?id=182
Referencias